Valentin Merlet débute au cinéma en 1995 dans le film de Claude Chabrol,
La Cérémonie. Il passe ensuite au petit écran en participant à la série
Madame Le Proviseur entre 2000 et 2001. Puis il revient vers le cinéma à travers de petits rôles dans
Innocents (the Dreamers) de
Bernardo Bertolucci et
Tais Toi ! de
Francis Veber.
Entre 2003 et 2005 ce n'est qu'à la télévision qu'on peut l'apercevoir, dans différents téléfilms tels que
Clémence de
Pascal Chaumeil ou
Une Vie En Retour en compagnie d'
Anny Duperey. En 2005 il fera une apparition dans le film de
Florence Quentin,
Olé.
Sa révélation au grand public, Valentin Merlet la doit à son personnage de Louis de Cigy dans le téléfilm
L'école Du Pourvoir. En 2010, il se tourne vers le polars, dans des série TV comme
Les Bleus: Premiers Pas Dans La Police ou
Enquêtes Réservées.